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3.1 供氣壓力
空壓機(風(fēng)機)排氣壓力等于氣力輸送線(xiàn)路的壓降加上供料器、收塵器、閥等壓降之和,再乘以一個(gè)安全系數(約為1.1);如果空壓機(風(fēng)機)和供料器之間管道較長(cháng)(如超過(guò)50m) ,還需加上傳遞壓損;在供氣線(xiàn)路中調節空氣量裝置如節流噴嘴等 的壓損也必須考慮進(jìn)去。 3.2 體積流量
如果空氣的質(zhì)量流量 ma(kg/s)已確定,那末可用近似方法求得標準狀態(tài)下的體積流量V0(m3/s) ,見(jiàn)式(1)。
V0=0.816ma?。?(1)
體積流量也可通過(guò)輸送空氣初始速度來(lái)表達。首先依據輸送參數(由理想氣體定律產(chǎn)生) 可計算輸送空氣初始速度;然后根據式(2)可求得V0值,見(jiàn)式(4)。
v=4p0VoT/πd2pTo (2)
式中:v--輸送空氣初始速度m/s;
p0--標準大氣壓,101.3kPa(絕對);
T--輸送空氣溫度,K;
d--管道內徑,m;
p--管道起始端空氣壓力,kPa;
T0--標準空氣溫度,288K。
由式(2)得到(3):
?。?=πd2pT0v/4p0T (3)
將p0和T0值代入(3)得:
V0=2.23d2pv/T(4)
需要說(shuō)明的是V′O值是在管道內輸送物料所需空氣的體積流量,而所選空壓機風(fēng)機 排氣量必須考慮供料器和管道閥門(mén)等的泄漏量。對正壓系統來(lái)說(shuō),旋轉葉片供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機排氣量的15%~20%,而雙翻板閥供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機排氣量的10%。
3.3 壓力適用范圍
正壓系統中各類(lèi)空壓機(風(fēng)機)的壓力適用范圍如圖3所示。對 低 壓 系 統 ( 約 10kPa),,軸流式或離心式風(fēng)機都是適宜的,具體選擇取決于系統負荷和需要的操作壓力特性。這類(lèi)風(fēng)機常用于稀相輸送,作為文丘里式和旋轉葉片供料器的供氣源,系統中使用薄壁管道。
當排氣壓力小于100kPa時(shí),廣泛使用羅茨鼓風(fēng)機。該類(lèi)型具有寬廣的體積流量范圍并能提供無(wú)油空氣。此外,它有恒定的速度曲線(xiàn),當傳遞壓力增加時(shí),體積流量?jì)H輕微減少,從而保證了物料在一定壓力下的懸浮流動(dòng)狀態(tài)。
當排氣壓力大于100kPa時(shí),往復式和螺桿式空壓機都能滿(mǎn)足氣力輸送系統中所需最高壓力。單級回轉滑片式空壓機的工作壓力可達到400kPa(表壓)。
真空泵在圖3中沒(méi)有列出,因為這類(lèi)設備選用比較少。對負壓系統,如真空不是太大,常使用離心式通風(fēng)機和羅茨鼓風(fēng)機;對于較高真空,則采用水環(huán)或液環(huán)式真空泵。
4經(jīng)濟性分析
當幾種氣力輸送系統都適用于某一具體應用時(shí),應選擇最經(jīng)濟的。這里主要以倉式泵的實(shí)測數據為例,證實(shí)通過(guò)選擇最佳罐尺寸和最佳操作壓力可大大降低能耗和操作費用。
4.1 投資費用
總的來(lái)說(shuō),高壓密相輸送中空壓機和供料器的價(jià)格比較昂貴;低壓稀相輸送系統中管道和收塵器的費用較貴。當輸送距離小于50m,使用稀相系統的投資費用低;超過(guò)50m,密相系統的投資費用較低。對磨琢性物料的輸送,用能周期性更換的零件如彎管等 代替昂貴的耐磨合金零件可降低投資費用。
4.2 操作費用
主要動(dòng)力費用來(lái)自空壓機,其次是旋轉葉片供料器和螺旋泵及袋除塵器,其它設備的動(dòng)力消耗相對空壓機來(lái)說(shuō)是很小的。
使用集中氣源可減少系統投資費用,但其操作費用比單獨供氣要高得多。如工廠(chǎng)集中氣源壓力為(600~700)kPa,而氣力輸送系統所需壓力僅為100kPa,則使用集中供氣費用要比單獨供氣高出一倍左右。如果必須使用集中供氣,那末高壓空氣將主要用于倉式泵和分級管道。
密相系統的操作費用總是較低的。當輸送距離為50m時(shí),稀相輸送操作費用是密相輸送的5倍以上(依據倉式泵使用情況);隨輸送距離增大,這個(gè)差異將減少。操作費用主要來(lái)自電機的功率消耗,可用式(5)進(jìn)行粗略估算。
P=165ma1n(p1/p2)?。?5)
或 P=202VO1n(p1/p2)?。?5-1)
式中:P--電機消耗功率,kW
p1--空氣進(jìn)氣壓力,kPa(絕對)
p2--空氣排氣壓力,kPa(絕對)
電機消耗功率乘以單位電價(jià)即為每小時(shí)操作費用。
4.3 倉式泵實(shí)測結果
4.3.1 最佳罐尺寸
倉式泵的壓力罐有效容積VB影響系統所需能量。圖4為一個(gè)實(shí)際運行倉式泵輸送裝置的壓力罐有效容積特性曲線(xiàn)。其中實(shí)際輸送階段功率消耗P是在空壓機聯(lián)軸節處測得。在雙倉系統中,VB,ges是二個(gè)相同的單罐容積之和(=2VB)。輸送水泥時(shí)空壓機輸出壓力為pv=400kPa(表壓),輸送粉煤灰時(shí)空壓機輸出壓力為pv=300kPa(表壓)。圖中還定性地顯示了隨著(zhù)罐尺寸減少,每小時(shí)所需輸送周期次數nch增加的趨勢。
如圖4所示,當罐尺寸大于臨界容積時(shí),其功率消耗獨立于罐尺寸;當罐尺寸小于臨界容積并降至極限容積時(shí),相應的無(wú)效時(shí)間會(huì )成倍增加。為了完成給定的額定輸送量Ge,就需要在剩余的有效輸送時(shí)間內用一個(gè)較高的實(shí)際輸送量GS來(lái)補償。
雙倉系統(一個(gè)罐加壓和輸送,另一個(gè)罐排氣和進(jìn)料)罐的臨界容積比單倉系統罐的臨界容積低。比較圖4中兩個(gè)系統功率消耗P可以看出,雙倉系統比單倉系統的能耗更低。
從能量觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,最佳罐容積就是其臨界容積。粉煤灰和水泥相比,粉煤灰具有更好流動(dòng)和輸送性能,其能耗也明顯減少。
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